C++中不同变量、函数在内存中的内存情况《转》

一、一个C++编译的程序占用的内存分为以下几个部分

1、栈区：由编译器自动分配 存放函数的参数值，局部变量的值等，操作方式类似于数据结构中的栈。

2、堆区：一般由程序员分配释放，若程序员不释放，程序结束时 可能 有系统收回。它与数据结构中的堆是两回事。分配方式类似于链表。

3、全局区（静态区）：全局变量和静态变量是存储放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一个区域，未初始化的在相邻的另一个区域。

     程序结束后由系统释放。

4、文字常量区：常量字符串就存放在这里。程序结束后有系统自动释放。

5、程序代码区：存放函数体的二进制代码。

 

二、堆栈的理论知识

1、申请方式

栈:有系统自动分配。例如定义局部变量int i  = 0;函数传参时使用值传递。

堆：需要程序员自己申请并指明大小。如用malloc函数和new运算符。

2、申请后的系统响应

栈：只要栈的剩余空间大于所申请的空间，系统将为程序提供内存，负责报告栈溢出异常。

堆：这个设计到系统的内存管理，操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，然后根据系统的内存分配策略分配内存。

3、申请大小的限制 

栈：在windows下，栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存区域。也就是说栈底和栈顶的地址和最大容量是

       系统预先规定好的。在windows下据说是栈大小是2M，如果申请的空间超过栈的剩余空间时将提示溢出。因此栈的

      空间较小。

堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区。因为系统用链表来存储空闲内存的地址的，而链表遍历的方向

       是从低地址到高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效地虚拟内存。获得的空间比较灵活也比较大。

4、效率方面

堆：速度比较慢，容易产生碎片，不过用起来方便。在windows最快的是利用VirtualAlloc分配内存，他不在堆也不在栈中，

      而是直接在栈的地址空间中保留一块内存。使用起来速度快，灵活。

栈：速度快，不过由系统自动分配和控制。

5、存放内容方面

堆：一般是在堆的头部用一个字节放堆的大小。堆中具体内容有程序员安排。

栈：在函数调用时第一个进栈的是主函数中下一条指令（函数执行语句的下一条可执行语句）地址，然后是各个函数的参数，

       大多数C/C++编译器中，函数参数是从右往左入栈，然后是函数中的局部变量。注意：静态变量不如栈的。本次函数调

       用结束后，局部变量先出栈，然后是函数参数，最后栈顶指针指向最开始存的主函数中下一条指令地址，程序由该点继

       续运行。

 

三、实例解说

//全局初始化区
int i1 = 0;
int i2 = 0;
int i3 = 0;

//全局初始化区
static int i4 = 0;
static int i5 = 0;
static int i6 = 0;

//全局未初始化区
int i7;
int i8;
int i9;

void Creat()
{
    cout<<"Creat"<<endl;
}

void Add()
{
    cout<<"Add"<<endl;
}

void Delete()
{
    cout<<"Delete"<<endl;
}

int Max(int a,int b)//在调用此函数时参数从右往左开始压栈
{
    return a>b?a:b;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{    
    cout<<"打印全局初始化区变量i1-i3的地址："<<endl;
    cout<<&i1<<" "<<&i2<<" "<<&i3<<endl;

    cout<<"打印全局初始化区静态变量i4-i6的地址："<<endl;
    cout<<&i4<<" "<<&i5<<" "<<&i6<<endl;

    cout<<"打印全局未初始化区变量i7-i9的地址："<<endl;
    cout<<&i7<<" "<<&i8<<" "<<&i9<<endl;

    cout<<"依次打印上面三个函数Creat、Add、Delete地址："<<endl;
    cout<<&Creat<<endl;
    cout<<&Add<<endl;
    cout<<&Delete<<endl;

    //栈区
    int c1 = 'a';
    int c2 = 'b';
    int c3;
    int c4;

    cout<<"打印主函数内局部变量c1-c4地址，其中c3,c4未初始化"<<endl;
    cout<<&c1<<"  "<<&c2<<"  "<<&c3<<"  "<<&c4<<"  "<<endl;

    char *pStr1 = "12345";//12345在常量区，pStr在栈上
    char *pStr2 = "1122";

    void *p = pStr1;
    void *q = pStr2;
    cout<<"打印常量地址"<<endl;
    cout<<p<<endl;
    cout<<q<<endl;

    static int i10 = 0;//全局（静态）初始化区
    cout<<"在局部函数中定义静态变量地址，请于上面答应的其他全局区地址作比较"<<endl;
    cout<<&i10<<endl;

    int *p1 = new int;//堆区
    int *p2 = new int;//堆区
    cout<<"打印堆区地址"<<endl;
    cout<<p1<<endl;
    cout<<p2<<endl;

    strcpy(pStr1,"1144");//12345在常量区，编译器可能将pStr1文字常量1144优化成一个地方
   

    getchar();
    return 0;
}

输出：

以上结果在VS2008中测试。对上面结果地址观察发现，全局未初始化区的变量是按从高到低地址按申明定义的

顺序压栈，变量i7紧邻全局初始化段的第一个变量i1.而全局初始化段的变量（包括静态，不做区分的）从低地址

到高地址按申明的顺序压栈（不是指上面所指的栈区，请区别开来，这是就地址变化过程而言的，你会看到它与

局部函数变量起始地址完全不同）。函数在程序代码段中地址是按申明顺序递增的。函数局部变量在栈去是按照

申明顺序从高到低的地址进栈的。这里看到我定义的几个int变量地址相差是12个字节还不清楚是不是编译器原因。

常量的开始地址来看跟全局变量应该属于一个区。堆区的地址开头也是另外一个段。

补充一点：数组变量内部元素是按照元素下标从低地址到高地址压栈的。

一般局部变量一般是从高低地址到低地址压栈的。

从上面结果来看全局变量实际可能在堆区。

 

以上内容主要参考http://blog.csdn.net/benny5609/article/details/2217258原创文章

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